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马鹿血浆活性物质的研究现状及展望

2010-08-15田晓艳刘延吉张弘

中医药信息 2010年3期
关键词:马鹿氨基酸血浆

田晓艳,刘延吉,张弘

(1.辽宁石油化工大学环境与生物工程学院,辽宁 抚顺 113001;2.沈阳农业大学生物科学技术学院,辽宁 沈阳 110161)

马鹿,又名赤鹿,是国家Ⅱ级重点保护野生动物,同时也是珍贵的药用经济动物,鹿茸、鹿鞭、鹿胎、鹿尾、鹿筋、鹿血和鹿骨等均具有较高的药用价值。近年来有关马鹿鹿血的研究已相当深入,不仅涉及宏观方面,还包括微观方面的研究。

马鹿血,为马鹿的膛血或茸血,系名贵中药,其性热,味甘咸,归肝、肾二经,具有养血益精、行血祛瘀、消肿疗伤等作用。鹿血所含的营养成分与鹿茸相差无几[1]。鹿血功能和主治最早见于唐·孙思邈《千金翼方·食治》,宋代有“刺血生饮”鹿血后“肤革充盈,健饮啖”的记载,至明朝李时珍《本草纲目》对鹿血的医疗作用做了更为详细记载:“主阳痿、补虚,止腰痛,鼻衄,跌伤,狂犬伤,和酒服治肺痨吐血,及崩中带下,诸气痛欲危者饮之立愈。大补虚损,益精血,解痘毒、药毒。”

近代,通过动物实验和临床研究表明,鹿血确实具有养颜美容、治疗贫血,调节免疫,延缓衰老,改善记忆,抗疲劳,改善性功能等多项治疗保健作用。鹿血用于治心悸、失眠、健忘、跌伤、风湿和类风湿症及抗衰老等方面疗效突出。

1 马鹿血浆的化学成分

贾晓光对新疆天山马鹿血浆的无机元素和氨基酸进行了测定,其中 Fe 1690μg·g-1,Ca 791.1 μg·g-1,Mg 218μg·g-1,Zn 9.89μg·g-1,Cu 3.6μg·g-1,无Cr;鹿血中氨基酸达77.38%,其中人体必须氨基酸占33.49%,游离氨基酸达0.091%。马鹿血中必需氨基酸与非必需氨基酸比值为0.76,为极其优良的蛋白制品[2],氨基酸除营养作用之外,这类氨基酸在特定的有机体内,发挥特殊生理功能,与鹿血的补肾、壮阳、益精、活血有很大关系[3]。

马鹿外周静脉血液中红细胞数和血红蛋白含量显著高于马、牛、猪、犬等家畜,铁、铜、锌等微量元素含量与超氧化物歧化酶及铜蓝蛋白氧化酶活性较高,血清总胆固醇的含量则较低[4]。

2 马鹿血浆的IGF-1和GH生长因子

IGF-1(insulin-like growth factors),胰岛素样生长因子或类胰岛素生长因子,也被称为生长激素介质,是生长激素(GH)产生生理作用过程中必须的一种活性蛋白多肽物质,包括IGF-1和IGF-2两种。

李氏[5]指出,马鹿血清IGF-1质量浓度4月份较高,5月份略有下降,到6月份达到一年周期变化的最高值,7月份开始逐渐下降,7~10月份均保持在一个稳定的水平,11月份略有上升,从12月至翌年3月,马鹿血清IGF-1质量浓度为全年最低水平,从翌年4月开始,IGF-1水平又开始回升,5月份同上一年的变化规律,又有一个下降的水平。马鹿血清GH质量浓度全年均较为平稳,但在夏季的4~8月份相对处于较高状态。

李氏研究表明,东北马鹿可消化蛋白质与血清IGF-1浓度呈显著正相关(P<0.05),与血清GH浓度无显著相关(P>0.05),GH浓度在各生理时期间无显著差异(P>0.05)。东北马鹿在生茸前期、生茸期、生茸后期、繁殖期和越冬期血清IGF-1浓度分别为21.2ng· mL-1、25.64ng· mL-1、9.96ng· mL-1、9.94ng·mL-1和 6.03ng·mL-1,有显著差异(P<0.05)。

Suttie等[6]对赤鹿上的研究结果也表明,血浆IG F-1水平在春季升高,仲夏稍微下降,后急剧升高。并指出长日照(16h光照,8h黑暗)显著增加鹿血浆中IGF-1浓度,血浆中IGF-1的季节性变化刺激鹿的季节性生长,与短日照(8h光照,16h黑暗)相比,长日照组的IGF-1浓度高,体重增加快,摄食量提高,睾丸较小。赤鹿血液GH水平每天呈阵发性脉冲式波动,在脉冲的频率和振幅中,振幅是确定血液GH平均水平的主要因素[7]。

Maes M[8]指出,血清 IGF-1 的合成、释放和活性依赖于营养状态,在能量缺乏、饥饿或慢性营养不良时,血清IGF-1浓度降低。饲料中的能量和蛋白质含量显著地影响着GH受体、受体后机制及IGF-1转录后和在周围组织降解的机制。

Breier等[9]研究不同营养状况下小公鹿的GH与IGF-1关系时发现,营养不良导致显著的GH波幅升高和血浆中IGF-1降低,通过IGF-1分泌的升高或降低,可以区别营养性GH升高或季节性GH升高[10,11]。一般春季和夏季,鹿 GH 水平升高,且 IGF-1水平也较高;当营养不良时,GH波幅升高,血浆中IGF-1降低。大量研究表明,GH刺激IGF-1分泌,IGF-1反过来抑制GH。

魏氏[12]等采用注射抗雄性激素的方法,抑制锯头茬茸后鹿体内睾酮水平的上升的效果非常显著,但在生茸后期,梅花鹿血液IGF-1水平未能进一步起到促进再生茸生长的作用。生长抑素耗竭剂实质是半胱胺(Cysteamine,CS),分子式为 HSCH2CH2NH2,又称 β-巯基乙胺(β-mercaptoetluylamine),它相当于半胱胺酸的脱羧产物,是辅酶A的组成成分,为近几年国外正在开发的新型动物机体营养性功能调节添加剂。CS在体内直接消耗下丘脑、血液、胃肠道和胰腺等组织内的生长抑素[13],减弱了对生长激素分泌的抑制作用,体内生长激素(GH)和胰岛素浓度升高[14],生长激素浓度升高则促进IGF-1的分泌。提示IGF-1很可能是鹿茸生长刺激因子。

3 马鹿血浆的相关信号分子

信号分子是指生物体内的某些化学分子,它们的功能是同细胞受体结合,传递细胞信息。三碘甲腺原氨酸(T3)和四碘甲腺原氨酸(T4)有增强代谢,促进生长发育的作用,T3分泌量较少,但其活性大,是T4的5倍,每天约有50%的T4脱碘转变为T3;环腺苷酸(cAmp)又称细胞内的第二信使,促进糖原和脂肪水解,产生能量,诱导GH的释放,从而促进肝脏内蛋白质、DNA和RNA的合成,刺激机体蛋白质的合成;环鸟苷酸(cGmp)以极微量存在于细胞内,是环腺苷酸的拮抗物,可以起到代谢调节控制作用。

常忠娟等[15]对不同年龄东北马鹿和塔里木马鹿血浆T3、T4、cAmp、cGmp与其成品茸重进行了相关研究。结果表明,东北马鹿再生茸血浆T3与成品茸重呈显著正相关(P<0.05);塔里木马鹿cAmp与其成品茸重呈显著正相关(P<0.05)。

4 马鹿血浆的相关生化指标

谷丙转氨酶(GPT)活性升高,体内氨基酸代谢旺盛,机体对饲料的转化效率提高,因此表现为增长较快;肌酸激酶(CK)是一类细胞内磷酸转移酶,在正常生理条件下CK活性的变化,反映肌体肌肉组织能量储存和转换功能状况及其生长趋势;乳酸脱氢酶(LDH)是机体能量代谢中参与糖酵解的一种重要酶。LDH质与量的改变,直接影响到机体的能量代谢;淀粉酶(AMS)是一种钙属性的金属酶,是新陈代谢过程的调节剂,AMS活性大小直接影响着机体化学反应的速率,进而影响机体的生长发育、健康状况及适应性。张爱萍[16]报导天青塔三元杂交马鹿血清 GPT、CK、LDH、AMS活性显著高于天山马鹿(P<0.05),分别为45.00 U·L-1、468.17 U ·L-1、701.00 U·L-1、137.50 U·L-1。

5 马鹿血浆活性肽

马氏[17]以天山马鹿的鹿茸血为原料,以Alcalase碱性蛋白酶水解,底物浓度 6%、加酶量 40μl·g-1蛋白、pH 8.0、温度 55℃ 的条件下酶解 3h,水解度28.0%,酶解产物血管紧张素转化酶(angiotensin converting enzyme,ACE)抑制活性可达93.55%,羟基自由基清除率为83.80%,ACE抑制活性与羟基自由基清除率呈正相关,为降压肽的研制提供了理论依据。

尹氏[18]等选用木瓜蛋白酶水解天山马鹿血浆,确定了最佳的酶解工艺条件为温度52℃,pH值为7.4,酶与底物浓度比(E/S)为9,底物浓度([S])为8%。测定其抗疲劳活性,并对具有活性的多肽进行进一步的分离制备,发现水解产物具有显著的抗疲劳作用。

黄氏[19]等研究了胰蛋白酶对鹿血的酶解作用,以酶解产物对超氧阴离子自由基和羟基自由基清除能力为指标,得到最佳酶解条件是酶浓度为8%,底物浓度(鹿血:水)为 1∶3,pH 值为 7.5,酶解时间为 3h,酶解温度为55℃。在此条件下,酶解产物对超氧阴离子自由基和羟基自由基清除率分别可达91.63%和94.32%。

6 马鹿血浆蛋白多态性

遗传多态现象广泛存在于生物界,它包括染色体多态、蛋白质多态等。蛋白质多态现象有着深刻的生物学意义,它与分子进化、生化进化、杂种优势、个体发育和系统发育、家畜血液型等有关,是研究近缘种分类,品种内的遗传分化、遗传标记与经济性状关系的有力手段。

岳氏[20]对东北马鹿和天山马鹿的血红蛋白(Hb)和转铁蛋白(Tf)的基因频率进行测定,天山马鹿HbF基因频率低于东北马鹿,但HbS高于东北马鹿,两个亚种间有差别。东北马鹿只有TfB1、TfC2高于天山马鹿,其它均低于天山马鹿,两个亚种间在基因频率上存在着明显不同。

赵氏[21]等对塔里木马鹿的血浆蛋白多态性研究表明,血清蛋白酶抑制物-1(Pi-1)和血清白蛋白(Alb)座位呈单态,其余各蛋白座位均呈多态。韩春梅[22]对新疆天山马鹿的血清白蛋白(Alb),前白蛋白(Pro),转铁蛋白(Tf),前转铁蛋白(Prt),血红蛋白(Hb)5个蛋白座位的基因型频率、基因频率和群体遗传变异指标进行测定,也指出Alb座位呈单态为AA型,其余各蛋白座位均呈多态。

刘氏[23]对甘肃马鹿的8个血液蛋白位点的基因频率、基因型频率和群体遗传变异指标进行分析。Tf、Hb、Alb、Pa、Prt1、Prt2、血清 ES 分别有 3、1、1、2、2、2 和3种基因型,未检测到红细胞ES;杂合度的大小顺序为Tf>Prt2>ES>Pa>Prt1>Hb=Alb,群体的平均杂合度为0.3505;各多态位点中仅有Prt1与产茸量之间存在显著正相关(P<0.05),而且Prt1的AA型产茸量明显高于其他各位点基因型。Prt1位点的AA型可用来标记甘肃马鹿的品种特征。

7 展望

马鹿血浆活性物质主要是次生代谢物质,而目前这些次生代谢物质的合成途径,代谢调控及代谢周期尚属空白,只有明确这些次生代谢物质的合成途径和代谢调控途径,才能为马鹿的持续性活体鹿血产品开发提供理论依据。

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